Como os vaga-lumes acendem?

Vaga-lumes ou pirilampos têm a notável característica de emitir luz - são verdadeiros pisca-piscas voadores. No Brasil a espécie mais comum é a Lampyris noctiluca. O fenômeno de produzir luz dentro de seus corpos vai muito além de ser algo fantástico aos olhos humanos. Esse processo (também feito por muitos outros organismos, na maioria organismos marinhos) é chamado de bioluminescência e é útil para a sobrevivência dos vaga-lumes.

A bioluminescência no vaga-lume pode ser resumida como a maneira pela qual ele chama a atenção de sua parceira. Na verdade, essa "lanterna" do vaga-lume é um dispositivo sexual utilizado por vaga-lumes  de ambos os sexos (o macho emite sua luz avisando que está se aproximando, enquanto a fêmea, pousada em determinado local, emite sua luz para avisar onde está), além de servir de instrumento de defesa ou para atrair as presas. O processo em que a luz é produzida é uma reação química que origina no organismo. Para fazer isso, os vaga-lumes possuem células especiais em seu abdômen que produzem luz.

As células contêm uma substância química chamada luciferina (site em inglês), que produz a enzima luciferase. Para produzir luz, a luciferina se mistura com o oxigênio para formar uma molécula inativa chamada oxiluciferina. A luciferase acelera a reação, que ocorre em duas etapas:

  1. A luciferina se mistura com o trifosfato de adenosina (ATP), que é encontrado em todas as células, para formar o luciferil adenilato e o pirofosfato (PPi) na superfície da enzima luciferase. O luciferil adenilato permanece ligado à enzima:

    luciferina + ATP -------------> luciferil adenilato + PPi
  2. O luciferil adenilato se mistura com o oxigênio para formar a oxiluciferina e o monofosfato adenosina (AMP). A luz é emitida e a oxiluciferina e o AMP são liberados da superfície da enzima:

    luciferil adenilato + O2 -------------> oxiluciferina + AMP + luz

O comprimento de onda da luz emitida é de 510 a 670 nanômetros (de cor amarelo pálido a verde avermelhado). As células que produzem a luz também possuem cristais de ácido úrico que ajudam a refletir a luz através do abdômen. Finalmente, o oxigênio é fornecido para as células através de um tubo no abdômen chamado de traquéia abdominal. Não se sabe se o pisca-pisca da luz é controlado pelas células nervosas ou pelo fornecimento de oxigênio.

"Cupinzeiros luminosos"

No Brasil, principalmente no período de outubro a abril (quente e úmido), o espetáculo da bioluminescência é oferecido pelos chamados "cupinzeiros luminosos". A concentração de vaga-lumes é na Região Amazônica e no cerrado do estado de Goiás.

Pontos luminosos caracterizam a paisagem, como uma série de árvores de natal. O que ocorre, na verdade, é que as fêmeas depois de fecundadas depositam os ovos ao pé dos cupinzeiros, então à noite, elas "acendem" suas luzes, atraindo a caça: insetos (em geral cupins, mariposas e formigas).

Antigamente era possível observar no cerrado de Goiás enormes campos cobertos com esses cupinzeiros, mas com a ocupação da aréa para o plantio de soja os campos foram praticamente destruídos.

A reação química luciferina-luciferase tem sido usada por anos para medir a quantidade de ATP produzida nas células, através de várias reações químicas. Recentemente, o gene (parte do código do DNA para a proteína) para a enzima luciferase foi isolado, colocado nos genes de outros organismos e usado para seguir a síntese e/ou expressão de outros genes (por exemplo: usado como um gene relator).

Todo esse processo interessante está sendo ameaçado, já que a forte iluminação existente nas cidades está fazendo com que os vaga-lumes desapareçam. Com a forte iluminação artificial, os vaga-lumes têm sua bioluminescência anulada, comprometendo assim sua reprodução.

Aqui estão alguns links interessantes:

Fontes: